Lyukakat találtak a megcsomózott fényen

A Bristol és a Birmingham Egyetemek elméleti fizikusai egy új módszert találtak arra, hogy megvizsgálják a fény hogyan halad át egy adott térrészen – azzal, hogy csomókat kötnek rájuk.

Amíg a lézerfény látszólag egyetlen szorosan fókuszált sugár. A fény valójában egy bizonyos térben ellipszis formában rezgő elektromágneses mező. Ezt a többirányú fényre hivatkoznak úgy, hogy ‘polarizált’.

Ezt a hatást polarizált lencsékkel is meg lehet figyelni, melyek csak a fény egy bizonyos irányát engedik át. Hogyha a lencsét az égbolt felé fordítjuk és forgatni kezdjük őket, akkor a kép egyre sötétebbé majd fényesebbé válik, ahogy a különböző irányú fény feltűnik és eltűnik.

Most a kutatók egy hologram technológia segítségével képesek voltak csomókba csavarni a polarizált lézersugarakat.

“Az mindannyiunknak ismerős, hogy egy megfogható anyagon, mint egy cipőfűzőn vagy egy masnin milyen csomót kötni. A matematika egy ágazata a ‘csomó elmélet’ segítségével vizsgálhatóak a csomók azzal, hogy megszámolják mennyi hurok és kereszteződés van bennük,” mondta Mark Dennis, a fizikus csapat vezetője.

“Viszont a fény esetében a dolgok egy kicsit összetettebbek. Nem csak a sugár szál csomózódik meg, hanem az egész tér vagy ‘mező’, amiben mozog. Matematikai szempontból nem a csomó az igazán érdekes hanem a körülötte lévő tér. E mező geometriai és térbeli jellemzőit nevezik topológiának.”

Hogy megvizsgálják a csomózott fénymezők topológiáját a kutatók más egyetemekkel közösen polarizált fénysugarakkal úgynevezett ‘polarizációs szingularitást’ hoztak létre.

A polarizációs szingularitást már több mint 35 éve fedezte fel John Nye a Bristol Egyetemen. A szingularitás annál a pontnál jelenik meg, ahol a polarizáció ellipszise egy kört alkot, más polarizációkat torzítva maga köré. Három dimenziós térben ezek a szingularitások vonalak mentén alakulnak ki ezzel csomókat hozva létre.

A mostani kutatás során a csapatnak sikerült a korábbi próbálkozásokhoz képest sokkal összetettebb csomókat létrehozni és a fizikusok a létrehozott fénysugarakat meg is tudták vizsgálni.

“A topológia egyik lényeges célja, hogy a vonalak és a felszínek függvényében teszi lehetővé, hogy az adatokról beszéljünk. A valódi világbeli felszíneken sokkal több lyuk van, mint azt a számításaink előrejelezték,” mondta Dennis.

Forrás: nature.com

Szerkesztő: arsratio

Oszd meg

Hozzászólás küldése

Az email címet nem tesszük közzé. A kötelező mezőket * karakterrel jelöljük.